JP2020128322A - Glass and method for producing the same and glass light guide plate - Google Patents

Glass and method for producing the same and glass light guide plate Download PDF

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隆文 冨田
Takafumi Tomita
隆文 冨田
佳孝 西條
Yoshitaka Saijo
佳孝 西條
丈宜 三浦
Takenori MIURA
丈宜 三浦
勇介 森嶋
Yusuke Morishima
勇介 森嶋
智 倉田
Satoshi Kurata
智 倉田
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Abstract

To provide a glass showing excellent weather resistance over the long term.SOLUTION: A glass 10A has, on the surface of at least one principal face 21, an alkaline earth metal depletion layer 30 wherein, in the area within 5 nm from the surface in depth, each content of alkaline earth metal elements by XPS measurement is 1 mass% or less, the glass having the following composition: in terms of mass percentage on an oxide basis, SiOof 60-85%, AlOof 0-10%, MgO of 0-10%, CaO of 0-20%, SrO of 0-15%, BaO of 0-15%, NaO of 2-20%, KO of 0-10%, BOof 0-20%.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、ガラスおよびその製造方法並びにガラス導光板に関する。本発明のガラスは、エッジライト方式の面状発光装置のガラス導光板として、好適に使用される。 The present invention relates to glass, a method for manufacturing the same, and a glass light guide plate. The glass of the present invention is preferably used as a glass light guide plate for an edge light type planar light emitting device.

エッジライト型面状照明装置の導光板としては、従来、樹脂材料製の導光板が広く用いられている(特許文献1参照)。しかしながら、樹脂材料製の導光板は、耐熱性が低く、熱膨張が大きいため、特に長期使用時には、高温高湿環境に晒されることにより、樹脂材料製の導光板の劣化や変形により、装置劣化や輝度不良の問題があった Conventionally, a light guide plate made of a resin material has been widely used as a light guide plate of an edge light type planar lighting device (see Patent Document 1). However, the light guide plate made of a resin material has low heat resistance and large thermal expansion. Therefore, when the light guide plate made of a resin material is exposed to a high temperature and high humidity environment especially during long-term use, deterioration or deformation of the light guide plate made of a resin material causes deterioration of the device. And there was a problem of poor brightness

そのため、樹脂材料製の導光板に比べて耐熱性が高く、熱膨張が少ない材料として、ガラス板を導光板として使用することが検討されている(特許文献2参照)。従来のガラス導光板には耐候性の問題があった。具体的には、高温高湿下に長時間置いた場合に、ガラス中の可溶性成分と水分が反応した反応生成物等により表面が白く曇って見えるガラス導光板の表面に白く曇った部位、すなわち白曇り(haze)が生じる。そして、白曇りにより、該ガラス導光板を用いた面状照明装置の輝度低下や輝度ムラが発生するという問題があった。 Therefore, use of a glass plate as a light guide plate has been studied as a material having higher heat resistance and less thermal expansion than a light guide plate made of a resin material (see Patent Document 2). The conventional glass light guide plate has a problem of weather resistance. Specifically, when placed under high temperature and high humidity for a long time, the surface of the glass light guide plate looks white and cloudy due to the reaction product of the reaction between the soluble component and the water in the glass. White haze occurs. Then, there is a problem that due to the cloudiness of white, the brightness reduction and the brightness unevenness of the planar lighting device using the glass light guide plate occur.

従来、ガラスの耐候性を高める手法として、ガラス表面を粉末、薬液等によりコーティングする手法が一般的である。また、ガラスの耐候性を高める別の手段として、ガラスの製造工程において、ガラス板の表面にSOまたはSOガスを吹き付ける処理(脱アルカリ処理)により、ガラスに含有されるアルカリ成分とSOまたはSOとを反応させて脱アルカリ層を形成することが提案されている。 Conventionally, as a method for improving the weather resistance of glass, a method of coating the glass surface with powder, a chemical solution or the like has been generally used. Further, as another means for enhancing the weather resistance of glass, in the glass manufacturing process, a process of spraying SO 2 or SO 3 gas onto the surface of the glass plate (dealkalation treatment) is used to remove the alkali component and SO 2 contained in the glass. Alternatively, it has been proposed to react with SO 3 to form a dealkalized layer.

例えば、特許文献3には、溶融金属表面を横切ってガラスリボンを引くフロートガラスの製造において、フロートガラスの上面に、そのフロートガラスの上面の汚染を低減するのに有効な量のSOを当てることからなるフロートガラスの上面の汚染を低減する方法が開示されている。 For example, in US Pat. No. 6,037,839, in the manufacture of float glass in which a glass ribbon is drawn across a molten metal surface, the top surface of the float glass is exposed to an amount of SO 3 effective to reduce contamination of the top surface of the float glass. A method of reducing the contamination of the upper surface of the float glass is disclosed.

特開2014−67525号公報JP, 2014-67525, A 特開2009−199875号公報JP, 2009-199875, A 国際公開第2014/148046号International Publication No. 2014/148046

しかし、従来のコーティングによりガラスの耐候性を高める手法では、ガラス表層における光学特性の変化により光取り出し効率を損なうという点、耐候性の長期的な維持が困難であるという点、また、非常に高い内部透過率を有していることから極薄い白曇りでも輝度に影響が出てしまうという点で、導光板に適用するのは困難である。 However, the conventional method of improving the weather resistance of glass is that the light extraction efficiency is impaired due to the change in the optical properties of the glass surface, that it is difficult to maintain the weather resistance for a long time, and it is very high. Since it has an internal transmittance, it is difficult to apply it to a light guide plate in that the brightness is affected even with an extremely thin cloudiness.

また、脱アルカリ処理によってガラスの耐候性を高める手法では、一時的な耐候性を向上できるものの、ガラス表面に存在するアルカリ土類金属、アルカリ金属がガラス表面に付着した有機物と反応し、塩を形成することによって白曇りの原因となる。そのため、従来の脱アルカリ処理による手法では、長期的に優れた耐候性を持続できるガラス表面を構築することはできない。 Further, in the method of increasing the weather resistance of the glass by dealkalization treatment, although it is possible to improve the temporary weather resistance, alkaline earth metal present on the glass surface, alkali metal reacts with the organic matter attached to the glass surface, to remove salts. The formation causes cloudiness. Therefore, it is not possible to construct a glass surface that can maintain excellent weather resistance for a long period of time by the conventional method of dealkalizing treatment.

したがって、本発明は、長期的に優れた耐候性を示すガラスおよびその製造方法並びにガラス導光板を提供することを目的とする。 Therefore, it is an object of the present invention to provide a glass exhibiting excellent weather resistance for a long period of time, a method for producing the same, and a glass light guide plate.

本発明者らは、ガラス最表面の領域におけるアルカリ土類金属元素の各含有量を特定量以下とすることにより、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成させた。 The present inventors have found that the above problems can be solved by setting the content of each alkaline earth metal element in the outermost surface region of the glass to a specific amount or less, and have completed the present invention.

すなわち、本発明は、少なくとも一方の主面において、表層から深さ5nm以内の領域におけるアルカリ土類金属元素のXPS測定による各含有量がいずれも1質量%以下であり、下記の組成を有するガラスを提供する。
酸化物基準の質量百分率表示で、SiOを60〜85%、Alを0〜10%、MgOを0〜10%、CaOを0〜20%、SrOを0〜15%、BaOを0〜15%、NaOを2〜20%、KOを0〜10%、Bを0〜20%含有する組成
That is, in the present invention, in at least one of the main surfaces, the content of each alkaline earth metal element in the region within a depth of 5 nm from the surface layer by XPS measurement is 1% by mass or less, and the glass having the following composition I will provide a.
The oxide-based mass percentage display is 60 to 85% SiO 2 , 0 to 10% Al 2 O 3 , 0 to 10% MgO, 0 to 20% CaO, 0 to 15% SrO, and BaO. Composition containing 0 to 15%, 2 to 20% Na 2 O, 0 to 10% K 2 O, and 0 to 20% B 2 O 3.

また、本発明は、下記の組成を有するガラスの少なくとも一方の主面を酸性ガスまたは酸性液により脱アルカリ土類金属処理する工程を含むガラスの製造方法を提供する。
酸化物基準の質量百分率表示で、SiOを60〜85%、Alを0〜10%、MgOを0〜10%、CaOを0〜20%、SrOを0〜15%、BaOを0〜15%、NaOを2〜20%、KOを0〜10%、Bを0〜20%含有する組成
The present invention also provides a method for producing glass, which comprises a step of subjecting at least one main surface of glass having the following composition to a dealkalizing earth metal treatment with an acid gas or an acid solution.
By mass percentage based on oxides, SiO 2 60~85%, Al 2 O 3 0-10% of MgO 0-10%, 0 to 20% of CaO, 0 to 15% of SrO, BaO, Composition containing 0 to 15%, 2 to 20% Na 2 O, 0 to 10% K 2 O, and 0 to 20% B 2 O 3.

本発明のガラスは、特定の組成を有し、ガラス最表面の領域におけるアルカリ土類金属元素の各含有量を特定量以下とすることで、ガラス表面においてアルカリ土類金属成分、及びアルカリ金属成分が有機物等の成分と反応するのを抑制できる。したがって、本発明のガラスは、高温高湿下に長期間置いた場合でも、ガラスの表面に白曇りが生じることが抑制される。本発明のガラスを導光板として用いることにより、面状照明装置の輝度低下や輝度ムラの発生を抑制できる。 The glass of the present invention has a specific composition, and by setting each content of the alkaline earth metal elements in the region of the outermost surface of the glass to be a specific amount or less, the alkaline earth metal component on the glass surface, and the alkali metal component Can be suppressed from reacting with components such as organic substances. Therefore, in the glass of the present invention, the occurrence of cloudiness on the surface of the glass is suppressed even when the glass of the present invention is left under high temperature and high humidity for a long time. By using the glass of the present invention as the light guide plate, it is possible to suppress the decrease in brightness and the occurrence of uneven brightness in the planar lighting device.

図1は、本発明のガラス導光板の一構成例を示した模式断面図である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing one structural example of the glass light guide plate of the present invention. 図2は、本発明のガラス導光板の別の一構成例を示した模式断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing another configuration example of the glass light guide plate of the present invention. 図3は、実施例1におけるXPS測定によるプロファイルを示すグラフである。FIG. 3 is a graph showing a profile obtained by XPS measurement in Example 1. 図4は、本発明の一実施形態におけるXPS測定によるプロファイルを示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing a profile obtained by XPS measurement according to an embodiment of the present invention. 図5は、本発明の一実施形態におけるXPS測定によるプロファイルである。FIG. 5 is a profile obtained by XPS measurement according to an embodiment of the present invention. 図6は、比較例1におけるXPS測定によるプロファイルを示すグラフである。FIG. 6 is a graph showing a profile obtained by XPS measurement in Comparative Example 1. 図7は、比較例2におけるXPS測定によるプロファイルを示すグラフである。FIG. 7 is a graph showing a profile obtained by XPS measurement in Comparative Example 2. 図8は、実施例1におけるアルカリ土類金属の合計含有量のXPS測定によるプロファイルを示すグラフである。FIG. 8 is a graph showing a profile by XPS measurement of the total content of alkaline earth metals in Example 1. 図9は、本発明の一実施形態におけるアルカリ土類金属の合計含有量のXPS測定によるプロファイルを示すグラフである。FIG. 9 is a graph showing a profile by XPS measurement of the total content of alkaline earth metals in one embodiment of the present invention. 図10は、本発明の一実施形態におけるアルカリ土類金属の合計含有量のXPS測定によるプロファイルを示すグラフである。FIG. 10 is a graph showing a profile by XPS measurement of the total content of alkaline earth metals in one embodiment of the present invention. 図11は、比較例1におけるアルカリ土類金属の合計含有量のXPS測定によるプロファイルを示すグラフである。FIG. 11 is a graph showing a profile by XPS measurement of the total content of alkaline earth metals in Comparative Example 1.

[ガラス]
本発明のガラスは、少なくとも一方の主面において、表層から深さ5nm以内の領域におけるアルカリ土類金属元素のXPS測定による各含有量がいずれも1質量%以下であり、好ましくは0.9質量%以下であり、より好ましくは0.8質量%以下である。本発明において、「アルカリ土類金属元素」とはBa、CaおよびSrをいう。
[Glass]
In the glass of the present invention, in at least one main surface, each content of alkaline earth metal elements in a region within a depth of 5 nm from the surface layer by XPS measurement is 1 mass% or less, preferably 0.9 mass. % Or less, and more preferably 0.8% by mass or less. In the present invention, “alkaline earth metal element” refers to Ba, Ca and Sr.

本発明において、「表層から深さ5nm以内の領域におけるアルカリ土類金属元素のXPS測定による各含有量がいずれも1質量%以下である」とは、表層から深さ5nm以内の全領域において、アルカリ土類金属元素のXPS測定による各含有量がいずれも1質量%以下であることをいう。以下、アルカリ土類金属元素のXPS測定による各含有量がいずれも1質量%以下である、表層から深さ5nm以内の領域を「アルカリ土類金属欠乏層」とも称する。 In the present invention, "the content of each alkaline earth metal element in the region within a depth of 5 nm from the surface layer by XPS measurement is 1% by mass or less" means that in the entire region within a depth of 5 nm from the surface layer, The content of each alkaline earth metal element measured by XPS is 1% by mass or less. Hereinafter, a region having a depth of 5 nm or less from the surface layer in which each content of each alkaline earth metal element measured by XPS is 1% by mass or less is also referred to as “alkaline earth metal deficient layer”.

本発明のガラスの一態様として、例えば、少なくとも一方の主面において、表層から深さ5nm以内の領域におけるBa、Ca及びSrのXPS測定による各含有量がいずれも1質量%以下であるガラスが挙げられる。 As one aspect of the glass of the present invention, for example, on at least one of the main surfaces, a glass in which each content of Ba, Ca, and Sr by XPS measurement in a region within a depth of 5 nm from the surface layer is 1% by mass or less Can be mentioned.

本発明のガラスは、少なくとも一方の主面において、表層から深さ5nm以内の領域におけるアルカリ土類金属元素のXPS測定による各含有量がいずれも1質量%以下であることにより、ガラス表面に付着した有機物等が、高温高湿下でガラス表面のアルカリ土類金属成分と反応して、塩が形成されるのを抑制し、白曇りが生じるのを防ぐことができる。 The glass of the present invention adheres to the glass surface because the content of each alkaline earth metal element in the region within a depth of 5 nm from the surface layer by XPS measurement is 1% by mass or less on at least one main surface. It is possible to suppress the formation of salts by preventing the organic substances and the like from reacting with the alkaline earth metal component on the glass surface under high temperature and high humidity to prevent clouding.

ガラス表面に付着する有機物の原因としては、例えば、光散乱部を形成する目的でガラスの表面に塗布したインキからの揮発物、ガラス面状照明装置において、ガラス導光板の近傍に配置される反射シートや散乱シートからの揮発物、あるいは、使用前のガラス導光板に貼付されていた保護フィルムの残渣等が挙げられる。 The cause of the organic substances adhering to the glass surface is, for example, volatile matter from the ink applied to the surface of the glass for the purpose of forming a light scattering portion, and reflection in the vicinity of the glass light guide plate in the glass surface illumination device. Examples thereof include volatile substances from the sheet or the scattering sheet, or residues of the protective film attached to the glass light guide plate before use.

本発明のガラスは、少なくとも一方の主面において、表層から深さ10nm以内の領域におけるアルカリ土類金属元素のXPS測定による各含有量がいずれも4質量%以下であることが好ましく、より好ましくは3.5質量%以下であり、さらに好ましくは3質量%以下である。 In the glass of the present invention, each content of the alkaline earth metal element in a region within a depth of 10 nm from the surface layer by XPS measurement is preferably 4% by mass or less, and more preferably at least on one main surface. It is 3.5 mass% or less, and more preferably 3 mass% or less.

本発明のガラスは、少なくとも一方の主面において、表層から深さ15nm以内の領域におけるアルカリ土類金属元素のXPS測定による各含有量がいずれも5.5質量%以下であることが好ましく、より好ましくは5.3質量%以下であり、さらに好ましくは5質量%以下である。 In the glass of the present invention, each content of the alkaline earth metal elements in a region within a depth of 15 nm from the surface layer by XPS measurement is preferably 5.5 mass% or less on at least one main surface, and It is preferably 5.3 mass% or less, and more preferably 5 mass% or less.

本発明のガラスの一態様として、例えば、表層から深さ10nm以内の領域におけるBa、Ca及びSrのXPS測定による各含有量がいずれも4質量%以下であるガラス、表層から深さ15nm以内の領域におけるBa、Ca及びSrのXPS測定による各含有量がいずれも5.5質量%以下であるガラスが挙げられる。 As one aspect of the glass of the present invention, for example, glass in which each content of Ba, Ca, and Sr by XPS measurement in a region within a depth of 10 nm from the surface layer is 4 mass% or less, and within a depth of 15 nm from the surface layer A glass in which each content of Ba, Ca, and Sr by the XPS measurement in the region is 5.5 mass% or less is mentioned.

本発明のガラスの一態様として、少なくとも一方の主面において、表層からの深さ5nmにおけるアルカリ土類金属元素のXPS測定による含有量の合計が3質量%以下であることが好ましく、より好ましくは2.5質量%以下であり、さらに好ましくは2質量%以下である。 As one aspect of the glass of the present invention, it is preferable that the total content of alkaline earth metal elements at a depth of 5 nm from the surface layer measured by XPS is 3% by mass or less, and more preferably at least on one main surface. It is 2.5 mass% or less, and more preferably 2 mass% or less.

本発明のガラスの一態様として、少なくとも一方の主面において、表層からの深さ10nmにおけるアルカリ土類金属元素のXPS測定による含有量の合計が4.5質量%以下であることが好ましく、より好ましくは4質量%以下であり、さらに好ましくは3.5質量%以下である。 As one aspect of the glass of the present invention, the total content of alkaline earth metal elements at a depth of 10 nm from the surface layer measured by XPS is preferably 4.5% by mass or less on at least one main surface, and It is preferably 4% by mass or less, and more preferably 3.5% by mass or less.

本発明のガラスの一態様として、少なくとも一方の主面において、表層からの深さ15nmにおけるアルカリ土類金属元素のXPS測定による含有量の合計が6質量%以下であることが好ましく、より好ましくは5.5質量%以下であり、さらに好ましくは5質量%以下である。 As one aspect of the glass of the present invention, the total content of alkaline earth metal elements at a depth of 15 nm from the surface layer measured by XPS is preferably 6% by mass or less, and more preferably at least one main surface. It is 5.5 mass% or less, more preferably 5 mass% or less.

本発明のガラスの一態様における、XPS測定により得られるプロファイルの例を図3〜5に示す。また、図8〜10に、本発明のガラスの一態様におけるアルカリ土類金属元素の合計含有量のXPS測定によるプロファイルを示す。 Examples of profiles obtained by XPS measurement in one embodiment of the glass of the present invention are shown in FIGS. 8 to 10 show profiles of the total content of alkaline earth metal elements in one embodiment of the glass of the present invention measured by XPS.

アルカリ土類金属元素の含有量は、XPS測定により確認することができる。本発明で言うXPS測定は、下記測定条件により行われる。 The content of the alkaline earth metal element can be confirmed by XPS measurement. The XPS measurement referred to in the present invention is performed under the following measurement conditions.

(XPS測定条件)
洗浄後のガラス基板における各元素濃度の深さ方向分布を、C60イオンスパッタリングを用いたX線光電子分光法(以下、XPSと示す。)を用いて測定する。測定には、アルバック・ファイ社製のESCA5500を使用し、Si(2p)、Al(2p)、Na(2s)、Ca(2s)、Sr(3p3)、Ba(3d5)、O(1s)のピークを用い、パスエネルギー117.4eV、エネルギーステップ0.5eV/step、検出角(試料表面と検出器とのなす角度)75°の条件で測定を行う。スペクトルの解析には、解析ソフトMultiPakを使用する。スペクトルのバックグラウンドの引き方には、Shirley法を適用する。
(XPS measurement conditions)
The depth direction distribution of each element concentration in the glass substrate after cleaning is measured by X-ray photoelectron spectroscopy (hereinafter referred to as XPS) using C60 ion sputtering. For the measurement, ESCA5500 manufactured by ULVAC-PHI, Inc. was used, and Si(2p), Al(2p), Na(2s), Ca(2s), Sr(3p3), Ba(3d5), O(1s) were used. Using the peak, measurement is performed under the conditions of a pass energy of 117.4 eV, an energy step of 0.5 eV/step, and a detection angle (angle between the sample surface and the detector) of 75°. Analysis software MultiPak is used for spectrum analysis. The Shirley method is applied to subtract the background of the spectrum.

本発明に係るガラスは、下記に述べる組成を有する。より詳しくは、本発明に係るガラスは、アルカリ土類金属欠乏層を除いたガラス部分において、下記に述べる組成を有する。 The glass according to the present invention has the composition described below. More specifically, the glass according to the present invention has the composition described below in the glass portion excluding the alkaline earth metal deficient layer.

本発明の効果は、上記のように、アルカリ土類金属欠乏層を有することにより、ガラス表面においてアルカリ土類金属成分が有機物等の成分と反応するのを抑制する、ということを包含する。該アルカリ土類金属欠乏層は、下記組成を有するガラスによって容易に形成され得る。換言すれば、下記組成を持たない組成のガラスは、アルカリ土類金属欠乏層を形成させようとしても、その達成は極めて困難か、あるいは不可能である。 The effects of the present invention include, as described above, having an alkaline earth metal deficient layer suppresses the reaction of alkaline earth metal components with components such as organic substances on the glass surface. The alkaline earth metal deficient layer can be easily formed by glass having the following composition. In other words, it is extremely difficult or impossible to achieve an alkaline earth metal deficient layer in a glass having a composition that does not have the following composition, even if an attempt is made to form an alkaline earth metal deficient layer.

以下、組成における各成分の添加理由について説明する。
本発明に係るガラスの組成は、酸化物基準の質量百分率表示で、SiOを60〜85%、Alを0〜10%、MgOを0〜10%、CaOを0〜20%、SrOを0〜15%、BaOを0〜15%、NaOを2〜20%、KOを0〜10%、Bを0〜20%含有する。
The reason for adding each component in the composition will be described below.
The composition of the glass according to the present invention is a mass percentage display on an oxide basis, SiO 2 is 60 to 85%, Al 2 O 3 is 0 to 10%, MgO is 0 to 10%, CaO is 0 to 20%, It contains 0 to 15% SrO, 0 to 15% BaO, 2 to 20% Na 2 O, 0 to 10% K 2 O, and 0 to 20% B 2 O 3 .

SiOはガラスの主成分である。SiOの含有量は、ガラスの耐候性、失透特性を保つため、60%以上であることが好ましく、より好ましくは62%以上、さらに好ましくは63%以上である。一方、溶解を容易にし、泡品質を良好なものとする観点から、SiOの含有量は85%以下であることが好ましく、より好ましくは80%以下、さらに好ましくは72%以下、特に好ましくは68%以下である。 SiO 2 is the main component of glass. The content of SiO 2 is preferably 60% or more, more preferably 62% or more, still more preferably 63% or more in order to maintain the weather resistance and devitrification property of glass. On the other hand, the content of SiO 2 is preferably 85% or less, more preferably 80% or less, further preferably 72% or less, and particularly preferably from the viewpoint of facilitating the dissolution and improving the foam quality. It is 68% or less.

Alの含有量が多くなると、溶解時の粘性が増加し、泡がぬけにくくなるおそれがある。したがって、Alの含有量は10%以下が好ましく、より好ましくは9%以下、さらに好ましくは8%以下、特に好ましくは6%以下である。 When the content of Al 2 O 3 is large, the viscosity at the time of dissolution is increased, and bubbles may be hard to escape. Therefore, the content of Al 2 O 3 is preferably 10% or less, more preferably 9% or less, further preferably 8% or less, and particularly preferably 6% or less.

また、Alを含有する場合、Alの含有量は0.5%以上が好ましく、より好ましくは1%以上、さらに好ましくは2%以上、特に好ましくは2.5%以上である。Alはガラス中の非架橋酸素を減少させる効果をもつため、ガラスの耐候性の向上に寄与する。 When Al 2 O 3 is contained, the content of Al 2 O 3 is preferably 0.5% or more, more preferably 1% or more, further preferably 2% or more, particularly preferably 2.5% or more. is there. Al 2 O 3 has the effect of reducing non-crosslinking oxygen in the glass, and thus contributes to improving the weather resistance of the glass.

MgOは、ガラス溶解時の粘性を下げ、溶解を促進する作用がある。また、比重を低減させ、ガラスに疵がつきにくいようにする作用があるため含有させてもよい。MgOを含有する場合、その含有量は好ましくは0.1%以上であり、より好ましくは0.5%以上、さらに好ましくは2%以上である。 MgO has the effect of lowering the viscosity during glass melting and promoting melting. Also, it may be contained because it has the effect of reducing the specific gravity and making it difficult for the glass to be scratched. When MgO is contained, its content is preferably 0.1% or more, more preferably 0.5% or more, still more preferably 2% or more.

一方で、MgOを含有するとガラスの熱膨張係数が増加し、失透特性が悪化するおそれがある。よって、MgOの含有量は、好ましくは10%以下、より好ましくは8%以下、さらに好ましくは5%以下、特に好ましくは3%以下である。 On the other hand, if MgO is contained, the coefficient of thermal expansion of the glass increases, and the devitrification property may deteriorate. Therefore, the content of MgO is preferably 10% or less, more preferably 8% or less, further preferably 5% or less, and particularly preferably 3% or less.

CaOは、ガラス原料の溶融を促進し、また粘性、熱膨張等を調整する成分であり、かかる効果を得るために、含有させてもよい。CaOを含有する場合、その含有量は、好ましくは1%以上、より好ましくは3%以上、さらに好ましくは5%以上である。また、ガラスの失透特性を悪化させないためには、好ましくは20%以下、より好ましくは15%以下、さらに好ましくは12%以下である。 CaO is a component that accelerates melting of the glass raw material and adjusts viscosity, thermal expansion and the like, and may be contained in order to obtain such an effect. When CaO is contained, its content is preferably 1% or more, more preferably 3% or more, still more preferably 5% or more. Further, in order not to deteriorate the devitrification property of the glass, it is preferably 20% or less, more preferably 15% or less, still more preferably 12% or less.

組成はSrOおよびBaOを含んでいてもよい。これらの成分はMgOやCaOと同様に、ガラス原料の溶融を促進し、熱膨張、粘性等を調整するのに有用な成分である。また、ガラスの屈折率を高くするためにも有用な成分である。 The composition may include SrO and BaO. Similar to MgO and CaO, these components are components useful for promoting melting of the glass raw material and adjusting thermal expansion, viscosity and the like. It is also a useful component for increasing the refractive index of glass.

SrOは、熱膨張係数の増大およびガラスの高温粘度を下げる効果がある。かかる効果を得るために、SrOを含有できる。SrOを含有する場合、その含有量は好ましくは1%以上であり、より好ましくは2%以上である。ただし、ガラスの熱膨張係数を低く抑え、耐候性を悪化させないため、SrOの含有量は、好ましくは15%以下、より好ましくは12%以下、さらに好ましくは8%以下、特に好ましくは5%以下である。 SrO has the effect of increasing the coefficient of thermal expansion and reducing the high temperature viscosity of glass. SrO may be contained in order to obtain such an effect. When SrO is contained, its content is preferably 1% or more, more preferably 2% or more. However, the content of SrO is preferably 15% or less, more preferably 12% or less, further preferably 8% or less, and particularly preferably 5% or less in order to suppress the thermal expansion coefficient of the glass to be low and not to deteriorate the weather resistance. Is.

BaOは、SrO同様に熱膨張係数の増大およびガラスの高温粘度を下げる効果がある。上記の効果を得るためにBaOを含有できる。BaOを含有する場合、その含有量は好ましくは2%以上であり、より好ましくは4%以上であり、さらに好ましくは6%以上である。ただし、ガラスの熱膨張係数を低く抑え、耐候性を悪化させないため、BaOの含有量は、好ましくは15%以下、より好ましくは12%以下、さらに好ましくは10%以下、特に好ましくは8%以下である。 BaO has the effect of increasing the coefficient of thermal expansion and lowering the high temperature viscosity of glass, like SrO. BaO may be contained to obtain the above effects. When BaO is contained, its content is preferably 2% or more, more preferably 4% or more, and further preferably 6% or more. However, the content of BaO is preferably 15% or less, more preferably 12% or less, still more preferably 10% or less, particularly preferably 8% or less so that the thermal expansion coefficient of the glass is suppressed to be low and the weather resistance is not deteriorated. Is.

NaOおよびKOといったアルカリ金属酸化物は、ガラス原料の溶融を促進し、熱膨張または粘性等を調整するのに有用な成分である。これらの成分の合計の含有量は、好ましくは2%以上、さらに好ましくは5%以上、特に好ましくは10%以上である。また、熱膨張係数を低く抑え、失透特性を良好にするためには、好ましくは25%以下、さらに好ましくは20%以下である。 Alkali metal oxides such as Na 2 O and K 2 O are components useful for promoting melting of the glass raw material and adjusting thermal expansion or viscosity. The total content of these components is preferably 2% or more, more preferably 5% or more, and particularly preferably 10% or more. Further, in order to keep the coefficient of thermal expansion low and to improve the devitrification property, it is preferably 25% or less, more preferably 20% or less.

NaOの含有量は、2%以上であることが好ましく、より好ましくは5%以上、さらに好ましくは8%以上、特に好ましくは10%以上である。ただし、溶解時の清澄性を保持し、製造されるガラスの泡品質を保つため、NaOの含有量は、20%以下とするのが好ましく、より好ましくは15%以下である。 The content of Na 2 O is preferably 2% or more, more preferably 5% or more, further preferably 8% or more, particularly preferably 10% or more. However, the content of Na 2 O is preferably 20% or less, and more preferably 15% or less in order to maintain the clarity during melting and maintain the foam quality of the glass produced.

Oは耐候性に寄与する成分だが、ガラスの失透特性を維持するために、KOの含有量は、好ましくは10%以下、より好ましくは5%以下、さらに好ましくは2%以下であり、含まなくてもよい。 K 2 O is a component that contributes to weather resistance, but in order to maintain the devitrification property of glass, the content of K 2 O is preferably 10% or less, more preferably 5% or less, and further preferably 2% or less. And may not be included.

は、ガラス原料の溶融を促進し、機械的特性や耐候性を向上させ、ガラスの屈折率を低くするためにも有用な成分であるため含有してもよく、含有する場合、その含有量は好ましくは1%以上、より好ましくは2%以上、さらに好ましくは3%以上である。一方、ソーダライムシリケート系のガラスにおいては、揮発による脈理(ream)の生成、炉壁の浸食等の不都合を生じさせないために20%以下であることが好ましく、より好ましくは15%以下、さらに好ましくは10%以下、特に好ましくは5%以下であり、実質的に含有しないことが最も好ましい。 B 2 O 3 may be contained because it is a useful component for promoting melting of the glass raw material, improving mechanical properties and weather resistance, and lowering the refractive index of glass. The content is preferably 1% or more, more preferably 2% or more, still more preferably 3% or more. On the other hand, in the case of soda lime silicate glass, the content is preferably 20% or less, more preferably 15% or less, in order to prevent inconveniences such as the formation of striae due to volatilization and the erosion of the furnace wall. It is preferably 10% or less, particularly preferably 5% or less, and most preferably substantially not contained.

なお、本発明に係るガラスの組成は、蛍光X線法により測定できる。また、軽元素であり蛍光X線法での測定が困難なホウ素Bと、1000質量ppm以下の微量元素についてはICP発光分光分析法により測定可能である。 The composition of the glass according to the present invention can be measured by the fluorescent X-ray method. Further, boron B, which is a light element and difficult to measure by the fluorescent X-ray method, and trace elements of 1000 mass ppm or less can be measured by the ICP emission spectroscopy.

本発明に係るガラスは、Fe換算で5〜100質量ppmの酸化鉄を含有することが好ましい。Fe換算で5〜100質量ppmの酸化鉄を含有するとは、すなわち、Fe換算に換算した全酸化鉄量が5〜100質量ppmであるということである。なお、全酸化鉄量とは、ガラス中に存在するFe2+(2価の鉄)とFe3+(3価の鉄)の含有量の合計である。 The glass according to the present invention preferably contains 5 to 100 mass ppm of iron oxide in terms of Fe 2 O 3 . To contain 5 to 100 mass ppm of iron oxide in terms of Fe 2 O 3 means that the total amount of iron oxide converted to Fe 2 O 3 is 5 to 100 mass ppm. The total amount of iron oxide is the total content of Fe 2+ (divalent iron) and Fe 3+ (trivalent iron) present in the glass.

酸化鉄はガラス原料の溶解性を向上させるのに有用な成分である。但し、酸化鉄は可視光域に吸収が存在するため、酸化鉄含有量が高くなると、可視光域におけるガラスの透過性を低下させる。酸化鉄含有量が上記範囲であることにより、可視光線の全波長範囲(380〜780nm)において吸収係数が低い高透過ガラスとなる。 Iron oxide is a useful component for improving the solubility of glass raw materials. However, since iron oxide has absorption in the visible light region, when the iron oxide content increases, the transparency of glass in the visible light region decreases. When the iron oxide content is in the above range, a highly transparent glass having a low absorption coefficient in the entire visible light wavelength range (380 to 780 nm) is obtained.

酸化鉄含有量がFe換算で5質量ppm以上であれば、ガラスの赤外線の吸収が適正となるので溶解性を向上させることが可能であり、また、原料の精製に多大なコストがかかるおそれもない。酸化鉄含有量がFe換算で100質量ppm以下であれば、可視光域におけるガラスの透過性が損なわれるおそれがない。 When the iron oxide content is 5 mass ppm or more in terms of Fe 2 O 3 , the infrared absorption of the glass becomes appropriate, so that the solubility can be improved, and the cost for refining the raw material is very high. There is no possibility of this. If the iron oxide content is 100 mass ppm or less in terms of Fe 2 O 3 , there is no risk of impairing the glass transparency in the visible light range.

酸化鉄含有量はFe換算で50質量ppm以下であることが好ましく、25質量ppm以下であることがより好ましく、20質量ppm以下であることがさらに好ましく、15質量ppm以下であることが特に好ましい。酸化鉄含有量は、ガラス製造時に添加する鉄の量により調整できる。 The iron oxide content is preferably 50 mass ppm or less in terms of Fe 2 O 3 , more preferably 25 mass ppm or less, further preferably 20 mass ppm or less, and 15 mass ppm or less. Is particularly preferable. The iron oxide content can be adjusted by the amount of iron added during glass production.

本発明のガラスは、Fe2+の含有量(以下、二価鉄量ともいう)が0〜50質量ppmであることが好ましい。二価鉄量が50質量ppm以下であれば、長波長域の吸収が大きくなり過ぎず、可視光域における内部透過率スペクトルを平坦にできるので、面内で輝度ムラや色ムラを生じるおそれがない。二価鉄量が10質量ppm以下であることがより好ましく、5質量ppm以下がさらに好ましく、2.5質量ppm以下が特に好ましい。可視光域における内部透過率スペクトルを平坦化する観点から二価鉄量は低いほどよいが、0.1質量ppm以上であればガラスの溶解性を向上させることが可能であり、かつ可視光域における内部透過率スペクトルをより平坦化できるので、より好ましい。二価鉄量は0.5質量ppm以上がさらに好ましく、1質量ppm以上が特に好ましい。 The glass of the present invention preferably has a Fe 2+ content (hereinafter, also referred to as the amount of divalent iron) of 0 to 50 mass ppm. When the amount of divalent iron is 50 mass ppm or less, absorption in the long wavelength region does not become too large, and the internal transmittance spectrum in the visible light region can be flattened, which may cause uneven brightness or uneven color in the plane. Absent. The amount of divalent iron is more preferably 10 mass ppm or less, further preferably 5 mass ppm or less, particularly preferably 2.5 mass ppm or less. From the viewpoint of flattening the internal transmittance spectrum in the visible light region, the lower the amount of divalent iron, the better. However, if it is 0.1 mass ppm or more, the solubility of glass can be improved, and the visible light region can be improved. It is more preferable because the internal transmittance spectrum in can be flattened more. The amount of divalent iron is more preferably 0.5 mass ppm or more, particularly preferably 1 mass ppm or more.

二価鉄量は、ガラス製造時に添加する酸化剤の量により調整できる。ここで、全酸化鉄量は蛍光X線測定によって測定可能であり、また二価鉄量はASTM C169−92に準じて測定できる。なお、測定した二価鉄量は、Feに換算して表記した。 The amount of divalent iron can be adjusted by the amount of the oxidizing agent added during glass production. Here, the total iron oxide amount can be measured by fluorescent X-ray measurement, and the divalent iron amount can be measured according to ASTM C169-92. Incidentally, divalent iron content measured was expressed in terms of Fe 2 O 3.

本発明に係るガラスは、50mm長における可視光域の平均内部透過率が97%以上であることが好ましく、98%以上であることがより好ましく、99%以上であることがさらに好ましい。ここで、可視光域とは、波長380〜780nmの範囲である。 The glass according to the present invention preferably has an average internal transmittance in the visible light region at a length of 50 mm of 97% or more, more preferably 98% or more, and further preferably 99% or more. Here, the visible light region is a range of wavelength 380 to 780 nm.

本発明に係るガラスは、平板であってよい。以下、このガラス板を例にとり本発明を説明する。ガラス板の板厚は1.0mm〜3.0mmが好ましい。板厚が3.0mm以下であれば、液晶表示装置に用いた場合に、重量と厚さとを適正な範囲にすることができる。ガラス板の板厚は2.5mm以下がより好ましく、2.0mm以下がさらに好ましい。 The glass according to the present invention may be a flat plate. The present invention will be described below by taking this glass plate as an example. The plate thickness of the glass plate is preferably 1.0 mm to 3.0 mm. When the plate thickness is 3.0 mm or less, the weight and the thickness can be set within appropriate ranges when used in a liquid crystal display device. The plate thickness of the glass plate is more preferably 2.5 mm or less, further preferably 2.0 mm or less.

ガラス板の板厚が1.0mm以上であれば、適度な剛性を有し、ガラス単体での自立性を確保できる。また板厚が1.0mm以上であれば、エッジライト方式の面状発光装置に用いた場合に、通常使用される光源の幅に比べてガラス板厚が同等以上となるため、光をガラス板に効率良く入光させることができる。なお、ガラス板の板厚は、略均一であることが好ましい。 When the plate thickness of the glass plate is 1.0 mm or more, the glass plate has appropriate rigidity, and the self-supporting property of the glass alone can be secured. When the plate thickness is 1.0 mm or more, the glass plate thickness is equal to or more than the width of a light source that is normally used when used in an edge light type planar light emitting device, and therefore, the light is emitted from the glass plate. The light can be efficiently received. The plate thickness of the glass plate is preferably substantially uniform.

本発明に係るガラス板におけるアルカリ土類金属欠乏層は、その表面の算術平均粗さRaが0.5〜10nmであることが好ましい。アルカリ土類金属欠乏層表面の算術平均粗さRaは5nm以下であることがより好ましく、2nm以下がさらに好ましく、1nm以下が特に好ましい。 The alkaline earth metal deficient layer in the glass plate according to the present invention preferably has an arithmetic average roughness Ra of the surface of 0.5 to 10 nm. The arithmetic mean roughness Ra of the surface of the alkaline earth metal deficient layer is more preferably 5 nm or less, further preferably 2 nm or less, and particularly preferably 1 nm or less.

上述したように、高温高湿下で長時間置かれた導光板表面に白曇りが生じる原因の一つは、ガラス表面に付着した有機物がガラス表面のアルカリ土類金属成分、及びアルカリ金属成分と反応して塩を形成することである。有機物はディスプレイやバックライトの構成部材由来であり、その存在を完全になくすのが困難である。したがって、本発明に係るガラス板は、有機物が付着したとしてもガラス表面のアルカリ成分と反応して塩を形成することがないようにすることを目的として、アルカリ土類金属欠乏層を設ける。 As described above, one of the causes of clouding on the surface of the light guide plate placed under high temperature and high humidity for a long time is that the organic substances attached to the glass surface are alkaline earth metal components on the glass surface, and alkali metal components. The reaction is to form a salt. Organic substances are derived from constituent members of displays and backlights, and it is difficult to completely eliminate their existence. Therefore, the glass plate according to the present invention is provided with an alkaline earth metal deficient layer for the purpose of preventing the reaction with the alkaline component on the glass surface to form a salt even if the organic matter is attached.

アルカリ土類金属欠乏層表面の算術平均粗さRaが0.5nm以上であると、アルカリ土類金属欠乏層の表面に有機物が付着しにくいし、少量付着したとしても濡れ広がりにくく、ガラス表面のアルカリ土類金属成分、及びアルカリ金属成分と接する確率が低下する。その結果、高温高湿下に長時間に置いた場合でも、導光板の表面に白曇りが生じることが抑制される。 When the arithmetic average roughness Ra of the surface of the alkaline earth metal deficient layer is 0.5 nm or more, it is difficult for organic substances to adhere to the surface of the alkaline earth metal deficient layer, and even if a small amount adheres, it is difficult for the organic matter to spread, and the glass surface The probability of contact with the alkaline earth metal component and the alkali metal component decreases. As a result, it is possible to suppress the occurrence of clouding on the surface of the light guide plate even when it is placed under high temperature and high humidity for a long time.

一方、アルカリ土類金属欠乏層表面の算術平均粗さRaが10nm以下であれば、導光板の光学特性に影響を及ぼすことがなく、導光板を用いた面状照明装置の輝度低下や輝度ムラが発生しにくい。 On the other hand, when the arithmetic mean roughness Ra of the surface of the alkaline earth metal deficient layer is 10 nm or less, the optical characteristics of the light guide plate are not affected, and the brightness reduction and the brightness unevenness of the planar lighting device using the light guide plate are not affected. Is less likely to occur.

[ガラス板の製造方法]
本発明に係るガラス板は、得られるガラスの組成が所定の組成となるように原料を調製し、通常の方法で溶融成形することで製造できる。成形方法としては、例えば、フロート法又はフュージョン法が挙げられる。
[Glass plate manufacturing method]
The glass plate according to the present invention can be manufactured by preparing the raw materials so that the composition of the glass to be obtained will be a predetermined composition, and melt-molding by a usual method. Examples of the molding method include a float method and a fusion method.

フロート法により成形する場合、成形時に溶融金属(例えば溶融錫)と接するボトム面と、該ボトム面に対向するトップ面とが存在する。成形時に溶融金属と接するボトム面には、溶融金属の侵入により、トップ面やガラス板内部に比べて該金属濃度が高くなる。フロート法では、溶融金属として溶融スズが用いられるため、ボトム面はトップ面やガラス板内部に比べてスズ濃度が高くなる。成形後、主面および端面について研磨等の表面処理によりそれぞれ所望の形状特性とする。 When molding by the float method, there is a bottom surface that comes into contact with molten metal (for example, molten tin) during molding, and a top surface that faces the bottom surface. The molten metal enters the bottom surface in contact with the molten metal at the time of molding, so that the concentration of the metal becomes higher than that of the top surface and the inside of the glass plate. In the float method, since molten tin is used as the molten metal, the bottom surface has a higher tin concentration than the top surface and the inside of the glass plate. After the molding, the main surface and the end surface are subjected to surface treatment such as polishing to obtain desired shape characteristics.

本発明に係るガラス板の製造方法は、上記組成を有するガラスを酸性ガスまたは酸性液により脱アルカリ土類金属処理する工程を含むことを特徴とする。 The method for producing a glass plate according to the present invention is characterized by including a step of subjecting the glass having the above composition to a dealkalizing earth metal treatment with an acid gas or an acid liquid.

酸性ガスとしては、SOガス、SOガス、HClガス及びHFガスから選ばれる少なくとも1種の酸性ガス、もしくはこれらから選ばれる少なくとも1種の酸性ガスを含む混合ガスが挙げられる。酸性液としては、硫酸、塩酸、あるいはこれらの塩を含む酸性の液が挙げられる。 Examples of the acidic gas include at least one acidic gas selected from SO 2 gas, SO 3 gas, HCl gas and HF gas, or a mixed gas containing at least one acidic gas selected from these. Examples of the acidic liquid include sulfuric acid, hydrochloric acid, and acidic liquids containing these salts.

具体的には、例えば、本発明のガラス板をフロート法により成形する場合、成形時に熔融金属と接する面であるボトム面と対向するトップ面の表層を酸性ガスで処理することによりアルカリ土類金属欠乏層を形成することができる。フロート法によりガラス板を成形する場合、酸性ガスによる処理はオンラインであっても、オフラインであってもよい。 Specifically, for example, when molding the glass plate of the present invention by the float method, alkaline earth metal by treating the surface layer of the top surface facing the bottom surface, which is the surface in contact with the molten metal during molding, with an acid gas. A depletion layer can be formed. When the glass plate is formed by the float method, the treatment with the acid gas may be online or offline.

なお、上記したように、一般的に、ボトム面では溶融金属中へのアルカリ土類金属の拡散により、アルカリ土類金属酸化物の濃度が低くなっている。そのため、トップ面と比べてボトム面では、アルカリ土類金属と有機物の反応による白曇りが発生しにくい。そのため、トップ面にアルカリ土類金属欠乏層を形成することにより耐候性は向上する。なお、トップ面に比べれば、ボトム面にアルカリ土類金属欠乏層を形成する必要性は低いが、トップ面、ボトム面の両面にアルカリ土類金属欠乏層を形成すればより耐候性は向上する。 As described above, the concentration of the alkaline earth metal oxide is generally low on the bottom surface due to the diffusion of the alkaline earth metal into the molten metal. Therefore, white clouding is less likely to occur on the bottom surface than on the top surface due to the reaction between the alkaline earth metal and the organic matter. Therefore, the weather resistance is improved by forming the alkaline earth metal deficient layer on the top surface. It is less necessary to form an alkaline earth metal deficient layer on the bottom surface as compared with the top surface, but weather resistance is further improved by forming an alkaline earth metal deficient layer on both the top surface and the bottom surface. ..

ガラス板表層に酸性ガスを接触させるガラス板の温度はガラス転移点+300〜ガラス転移点−100℃の範囲内であることが好ましく、ガラス転移点+100〜ガラス転移点―100℃の範囲であることがより好ましく、ガラス転移点+50〜ガラス転移点−50℃の範囲内とすることがさらに好ましい。ガラス転移点温度付近で処理することで、脱アルカリ土類金属反応を促進とガラス内部からの再拡散の抑制が可能となり、耐候性を向上できる。 The temperature of the glass plate in which the acidic gas is brought into contact with the surface layer of the glass plate is preferably in the range of glass transition point +300 to glass transition point -100°C, and in the range of glass transition point +100 to glass transition point -100°C. Is more preferable, and it is further preferable that the glass transition point is within the range of +50 to −50° C. By treating in the vicinity of the glass transition temperature, the dealkaline earth metal reaction can be promoted, re-diffusion from the inside of the glass can be suppressed, and weather resistance can be improved.

ガラス板表層に酸性ガスを接触させる接触時間は、特には限定されないが、例えば2秒以上〜300秒が好ましく、5〜60秒がより好ましい。接触時間が長すぎると、酸性ガスにより、ガラス板の表面の凹凸形状の形成が促進され、導光板としての機能が不十分となり、耐候性の改善が困難となる場合がある。一方、接触時間が短すぎると、酸性ガスによる脱アルカリ土類金属反応が不十分となる場合がある。 The contact time for bringing the acidic gas into contact with the surface layer of the glass plate is not particularly limited, but for example, 2 seconds or more to 300 seconds is preferable, and 5 to 60 seconds is more preferable. If the contact time is too long, the acidic gas promotes the formation of irregular shapes on the surface of the glass plate, the function as a light guide plate becomes insufficient, and it may be difficult to improve the weather resistance. On the other hand, if the contact time is too short, the dealkalizing earth metal reaction with acid gas may become insufficient.

[導光板]
以下、本発明に係るガラス板からなる導光板について、図面を参照して説明する。
[Light guide plate]
Hereinafter, a light guide plate made of a glass plate according to the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本発明の導光板の一構成例を示した模式断面図である。図1に示す導光板10Aは、ガラス板20の少なくとも一方の主面21にアルカリ土類金属欠乏層30を有し、他方の主面22上にドット状の光散乱部40を備えている。 FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing one structural example of the light guide plate of the present invention. A light guide plate 10A shown in FIG. 1 has an alkaline earth metal deficient layer 30 on at least one main surface 21 of a glass plate 20, and a dot-shaped light scattering portion 40 on the other main surface 22.

図1に示す導光板10Aにおいて、アルカリ土類金属欠乏層30が形成された側のガラス板20の主面21が光出射面、光散乱部40を備えた側のガラス板20の主面22が光散乱面である。 In the light guide plate 10A shown in FIG. 1, the main surface 21 of the glass plate 20 on which the alkaline earth metal deficient layer 30 is formed is a light emitting surface, and the main surface 22 of the glass plate 20 on which the light scattering section 40 is provided. Is the light scattering surface.

図2は、本発明の導光板の別の一構成例を示した模式断面図である。図2に示す導光板10Bは、ガラス板20の主面21にアルカリ土類金属欠乏層31を備えている。一方のバリア層32上にドット状の光散乱部40を備えている。 FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing another configuration example of the light guide plate of the present invention. The light guide plate 10B shown in FIG. 2 includes an alkaline earth metal deficient layer 31 on the main surface 21 of the glass plate 20. A dot-shaped light scattering portion 40 is provided on one barrier layer 32.

図2に示す導光板10Bにおいて、光散乱部40を備えていない側のガラス板20の主面21が光出射面、光散乱部40を備えた側のガラス板20の主面22が光散乱面である。なお、本発明の導光板10A,10Bにおいて、ドット状の光散乱部40は任意の構成であり、有していなくてもよい。 In the light guide plate 10B shown in FIG. 2, the main surface 21 of the glass plate 20 on the side not provided with the light scattering portion 40 is a light emitting surface, and the main surface 22 of the glass plate 20 on the side provided with the light scattering portion 40 is light scattering. Is a face. In the light guide plates 10A and 10B of the present invention, the dot-shaped light-scattering portion 40 has an arbitrary configuration and may not be provided.

図2に示す導光板10Bが光散乱部40を備えていない構成の場合ガラス板20の主面21,22のうち、どちらを光出射面(光散乱面)としてもよい。 In the case where the light guide plate 10B shown in FIG. 2 does not include the light scattering portion 40, either of the main surfaces 21 and 22 of the glass plate 20 may be the light emitting surface (light scattering surface).

図1に示す導光板10Aにおいて、アルカリ土類金属欠乏層30が形成された側のガラス板20の主面21が光出射面、光散乱部40を備えた側のガラス板20の主面22が光散乱面である。また、図2に示す導光板10Bにおいて、光散乱部40を備えていない側のガラス板20の主面21が光出射面、光散乱部40を備えた側のガラス板20の主面22が光散乱面である。光の取出効率向上という点では、図1に示す導光板10Aのように、ボトム面上に直接ドット状の光散乱部40を形成して光散乱面とし、トップ面上にアルカリ土類金属欠乏層30を設けて光出射面とすることが好ましい。 In the light guide plate 10A shown in FIG. 1, the main surface 21 of the glass plate 20 on the side where the alkaline earth metal deficient layer 30 is formed is the light emitting surface, and the main surface 22 of the glass plate 20 on the side having the light scattering portion 40. Is the light scattering surface. In the light guide plate 10B shown in FIG. 2, the main surface 21 of the glass plate 20 on the side not provided with the light scattering portion 40 is the light emitting surface, and the main surface 22 of the glass plate 20 on the side provided with the light scattering portion 40 is It is a light scattering surface. In terms of improving the light extraction efficiency, as in the light guide plate 10A shown in FIG. 1, the dot-shaped light scattering portion 40 is directly formed on the bottom surface to form a light scattering surface, and the top surface is deficient in alkaline earth metal. It is preferable to provide the layer 30 as a light emitting surface.

ドット状の光散乱部40は、複数のドットから構成され、導光板10A,Bの内部を伝播する光の伝播方向を乱して光出射面(図1,2の導光板10A,Bの場合、ガラス板20の主面21)に導くために設けられる。ドット状の光散乱部40は、一例として導光板10A,Bの光散乱面側の表面(図1,2の導光板10A,Bの場合、ガラス板20の主面22)に光を散乱する塗料をスクリーン印刷、インクジェット印刷等公知の手法で形成できる。 The dot-shaped light scattering portion 40 is composed of a plurality of dots and disturbs the propagation direction of light propagating inside the light guide plates 10A and 10B (in the case of the light guide plates 10A and 10B of FIGS. 1 and 2). , To be provided on the main surface 21) of the glass plate 20. The dot-shaped light-scattering portion 40 scatters light on the light-scattering surface side surfaces of the light guide plates 10A and 10B (in the case of the light guide plates 10A and 10B of FIGS. 1 and 2, the main surface 22 of the glass plate 20) as an example. The paint can be formed by a known method such as screen printing or inkjet printing.

ドットの形状としては、例えば、円形、楕円形、方形、三角形、多角形等が挙げられるが、導光板10A,Bの内部を伝播する光の伝播方向を乱して光出射面に導くことができるものであれば特に制限されない。なお、ドットの形状、大きさ等は、必要に応じて光反射面の部分毎に変更できる。 Examples of the shape of the dot include a circle, an ellipse, a rectangle, a triangle, a polygon, and the like. However, it is possible to disturb the propagation direction of the light propagating inside the light guide plates 10A and 10B and guide it to the light exit surface. There is no particular limitation as long as it can. The shape, size, etc. of the dots can be changed for each part of the light reflecting surface as required.

以下、具体的に実施例を挙げて本発明を説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。なお図3〜11のグラフにおける横軸の「深さ」とは、ガラス板の最表面のトップ面からボトム面に向かう方向における距離を意味する。 Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples, but the present invention is not limited thereto. The “depth” on the horizontal axis in the graphs of FIGS. 3 to 11 means the distance in the direction from the top surface of the outermost surface of the glass plate to the bottom surface.

実施例1
[ガラス板の作製]
フロート法によって溶融金属上で成形された、下記組成となるように調合したガラス材料を溶融し、フロートバスの溶融錫上で溶融したガラス材料をガラスリボンへと成形した。実施例1では、ガラスリボンのトップ面に対し、ガラス板製造ライン(オンライン)のレヤー工程において、酸性ガスであるSO及びSOガス(合計濃度は約10%、有効成分以外の残部は、全て空気とした。)を吹付けた。酸性ガス接触時のガラス板の温度は500℃、酸性接触時間は約30秒、吹付け時の酸性ガス流量はSO及びSO合計で0.5Nm/hrである。得られたガラスリボンを切断し、実施例1のガラス板を調製した。
Example 1
[Fabrication of glass plate]
A glass material, which was molded on a molten metal by the float method and was prepared to have the following composition, was melted, and the glass material melted on the molten tin in the float bath was molded into a glass ribbon. In Example 1, in the layering process of the glass plate manufacturing line (online) with respect to the top surface of the glass ribbon, SO 2 and SO 3 gases which are acidic gases (total concentration is about 10%, the balance other than the active ingredient is It was all air.) The temperature of the glass plate at the time of contact with the acidic gas is 500° C., the acidic contact time is about 30 seconds, and the flow rate of the acidic gas at the time of spraying is 0.5 Nm 3 /hr in total of SO 3 and SO 2 . The glass ribbon obtained was cut to prepare the glass plate of Example 1.

実施例1のガラス板の組成(アルカリ土類金属欠乏層以外の部分):
酸化物基準の質量百分率表示で、
SiO 64.2%
Al 7.4%
CaO 4%
SrO 3.3%
BaO 8%
NaO 13.2%
を含有する組成。
Composition of glass plate of Example 1 (portion other than alkaline earth metal deficient layer):
In the mass percentage display of the oxide standard,
SiO 2 64.2%
Al 2 O 3 7.4%
CaO 4%
SrO 3.3%
BaO 8%
Na 2 O 13.2%
A composition containing.

[ガラス板の評価]
下記XPS測定条件により、ガラス板のトップ面からボトム面に向かう方向において、本実施例のガラス板におけるアルカリ土類金属元素含有量を測定した。
[Evaluation of glass plate]
The alkaline earth metal element content in the glass plate of this example was measured in the direction from the top surface to the bottom surface of the glass plate under the following XPS measurement conditions.

(XPS測定条件)
洗浄後のガラス基板における各元素濃度の深さ方向分布を、C60イオンスパッタリングを用いたX線光電子分光法(以下、XPSと示す。)を用いて測定した。測定には、アルバック・ファイ社製のESCA5500を使用し、Si(2p)、Al(2p)、Na(2s)、Ca(2s)、Sr(3p3)、Ba(3d5)、O(1s)のピークを用い、パスエネルギー117.4eV、エネルギーステップ0.5eV/step、検出角(試料表面と検出器とのなす角度)75°の条件で測定を行った。スペクトルの解析には、解析ソフトMultiPakを使用した。スペクトルのバックグラウンドの引き方には、Shirley法を適用した。
(XPS measurement conditions)
The depth direction distribution of each element concentration in the cleaned glass substrate was measured by X-ray photoelectron spectroscopy using C60 ion sputtering (hereinafter referred to as XPS). For the measurement, ESCA5500 manufactured by ULVAC-PHI, Inc. was used, and Si(2p), Al(2p), Na(2s), Ca(2s), Sr(3p3), Ba(3d5), O(1s) were used. Using the peak, the measurement was performed under the conditions of a pass energy of 117.4 eV, an energy step of 0.5 eV/step, and a detection angle (angle between the sample surface and the detector) of 75°. The analysis software MultiPak was used for the spectrum analysis. The Shirley method was applied to the subtraction of the spectral background.

測定結果を下記表1、図3及び図8に示す。 The measurement results are shown in Table 1 below and FIGS. 3 and 8.

Figure 2020128322
Figure 2020128322

表1および図3に示すように、表層から深さ5nm以内の領域における、アルカリ土類金属元素であるCa、SrおよびBaそれぞれの含有量がいずれも1質量%以下であり、アルカリ土類金属欠乏層の存在が確認された。 As shown in Table 1 and FIG. 3, the content of each of the alkaline earth metal elements Ca, Sr, and Ba in the region within a depth of 5 nm from the surface layer is 1 mass% or less, and the alkaline earth metal is The existence of a depletion layer was confirmed.

比較例1
実施例1の[ガラス板の作製]において、酸性ガスによる吹付け処理を行わなかったこと以外は、実施例1を繰り返した。
Comparative Example 1
Example 1 was repeated except that the spraying treatment with an acidic gas was not performed in [Production of glass plate] of Example 1.

[ガラス板の評価]
実施例1と同じXPS測定条件により、ガラス板のトップ面からボトム面に向かう方向において、本比較例のガラス板におけるアルカリ土類金属元素含有量を測定した。
[Evaluation of glass plate]
Under the same XPS measurement conditions as in Example 1, the alkaline earth metal element content in the glass plate of this comparative example was measured in the direction from the top surface to the bottom surface of the glass plate.

測定結果を下記表2、図6及び図11に示す。 The measurement results are shown in Table 2 below and FIGS. 6 and 11.

Figure 2020128322
Figure 2020128322

表2および図4に示すように、[ガラス板の作製]において、酸性ガスによる吹付け処理を行わなかった比較例1のガラス板は、アルカリ土類金属欠乏層が確認されなかった。この結果から、本発明における組成範囲を満たすガラスを、酸性ガスによる吹付け処理することによって、アルカリ土類金属欠乏層が形成されることが分かった。 As shown in Table 2 and FIG. 4, in [Production of Glass Plate], the glass plate of Comparative Example 1 in which the spraying treatment with the acidic gas was not performed did not have an alkaline earth metal deficient layer. From this result, it was found that the alkaline earth metal deficient layer was formed by subjecting the glass satisfying the composition range in the present invention to the spray treatment with the acidic gas.

比較例2
下記の組成を採用すること以外は、実施例1と同じ条件により、ガラス板を調製した。
Comparative example 2
A glass plate was prepared under the same conditions as in Example 1 except that the following composition was adopted.

比較例2のガラス板の組成:
酸化物基準の質量百分率表示で、
SiO 72.8%
Al 0.9%
CaO 7.7%
MgO 4.8%
NaO 13.3%
O 0.2%
を含有する組成。
Composition of glass plate of Comparative Example 2:
In the mass percentage display of the oxide standard,
SiO 2 72.8%
Al 2 O 3 0.9%
CaO 7.7%
MgO 4.8%
Na 2 O 13.3%
K 2 O 0.2%
A composition containing.

[ガラス板の評価]
実施例1と同じXPS測定条件により、ガラス板のトップ面からボトム面に向かう方向において、本比較例のガラス板がアルカリ土類金属の含有量が1質量%以下であるアルカリ土類金属欠乏層を有するか否か、測定を行った。
[Evaluation of glass plate]
Under the same XPS measurement conditions as in Example 1, in the direction from the top surface to the bottom surface of the glass plate, the glass plate of this comparative example has an alkaline earth metal deficient layer having an alkaline earth metal content of 1% by mass or less. Whether or not it was measured.

測定結果を下記表3および図7に示す。 The measurement results are shown in Table 3 below and FIG. 7.

Figure 2020128322
Figure 2020128322

表3および図7に示すように、比較例2のガラス板は、アルカリ土類金属欠乏層が確認されなかった。 As shown in Table 3 and FIG. 7, in the glass plate of Comparative Example 2, no alkaline earth metal deficient layer was confirmed.

(耐候性試験)
各実施例および各比較例で得られたガラス板を、60℃、90%RHの高温高湿条件化に1000時間静置し、ガラス板の白曇り度合いを目視で評価した。
評価基準は以下の通りである。
○:白曇りの発生はなし
×:白曇りの発生あり
(Weather resistance test)
The glass plate obtained in each Example and each Comparative Example was left to stand under high temperature and high humidity conditions of 60° C. and 90% RH for 1000 hours, and the degree of cloudiness of the glass plate was visually evaluated.
The evaluation criteria are as follows.
○: No cloudiness occurred ×: Cloudiness occurred

その結果を下記に示す。
実施例1のガラス板:○
比較例1のガラス板:×
比較例2のガラス板:×
なお、実施例1及び比較例1のガラス板について、50mm長における可視光域の平均内部透過率は、いずれも98.8%であった。なお、内部透過率をTinとした場合、内部透過率Tinとは、ある光路長をL(cm)、入射光強度をI(%)、ある光路長L(cm)を透過した後の光の強度をI(%)、反射による光の減衰率をR(%)としたときに下記の式で表せられる値を指す。
logTin=(log(I/I)−logR)
The results are shown below.
Glass plate of Example 1: ○
Glass plate of Comparative Example 1: ×
Glass plate of Comparative Example 2: x
The glass plates of Example 1 and Comparative Example 1 each had an average internal transmittance in the visible light region of 50 mm length of 98.8%. When the internal transmittance is T in , the internal transmittance T in means a certain optical path length L (cm), an incident light intensity I 0 (%), and a certain optical path length L (cm) after being transmitted. When the intensity of light is I 1 (%) and the attenuation rate of light due to reflection is R (%), the value can be represented by the following formula.
logT in =(log(I 1 /I 0 )−logR)

上記の通り、比較例1及び比較例2のガラス板では白曇りが発生したのに対し、実施例1のガラス板では白曇りが発生しなかった。この結果から、本発明のガラス板は、導光板に適した優れた透過率を有するとともに、高温高湿下に長期間置いた場合でも、ガラスの表面における白曇りの発生が抑制できることがわかった。 As described above, whilst the glass plates of Comparative Example 1 and Comparative Example 2 were clouded white, the glass plate of Example 1 was not clouded white. From this result, it was found that the glass plate of the present invention has an excellent transmittance suitable for a light guide plate, and can suppress the occurrence of cloudiness on the surface of the glass even when it is placed under high temperature and high humidity for a long time. ..

10A,10B:導光板
20:ガラス板
21,22:主面
30,31:アルカリ土類金属欠乏層
32:バリア層
40:光散乱部
10A, 10B: Light guide plate 20: Glass plate 21, 22: Main surface 30, 31: Alkaline earth metal deficient layer 32: Barrier layer 40: Light scattering part

Claims (8)

少なくとも一方の主面において、表層から深さ5nm以内の領域におけるアルカリ土類金属元素のXPS測定による各含有量がいずれも1質量%以下であり、下記の組成を有するガラス。
酸化物基準の質量百分率表示で、SiOを60〜85%、Alを0〜10%、MgOを0〜10%、CaOを0〜20%、SrOを0〜15%、BaOを0〜15%、NaOを2〜20%、KOを0〜10%、Bを0〜20%含有する組成。
A glass having the following composition, in which at least one of the main surfaces has an alkaline earth metal element content of 1% by mass or less by XPS measurement in a region within a depth of 5 nm from the surface layer.
The oxide-based mass percentage display is 60 to 85% SiO 2 , 0 to 10% Al 2 O 3 , 0 to 10% MgO, 0 to 20% CaO, 0 to 15% SrO, and BaO. Composition containing 0 to 15%, 2 to 20% Na 2 O, 0 to 10% K 2 O, and 0 to 20% B 2 O 3 .
少なくとも一方の主面において、表層から深さ10nm以内の領域におけるアルカリ土類金属元素のXPS測定による各含有量がいずれも4質量%以下である、請求項1に記載のガラス。 The glass according to claim 1, wherein the content of the alkaline earth metal element in a region within a depth of 10 nm from the surface layer on at least one main surface is 4% by mass or less in each case by XPS measurement. 少なくとも一方の主面において、表層から深さ15nm以内の領域におけるアルカリ土類金属元素のXPS測定による各含有量がいずれも5.5質量%以下である、請求項1または2に記載のガラス。 The glass according to claim 1 or 2, wherein at least one of the main surfaces has an alkaline earth metal element content of 5.5 mass% or less in an area within a depth of 15 nm from the surface layer as measured by XPS measurement. 前記ガラスが、成形時に溶融金属と接するボトム面と、該ボトム面に対向するトップ面とを有し、該トップ面上において表層から深さ5nm以内の領域におけるアルカリ土類金属元素のXPS測定による各含有量がいずれも1質量%以下である、請求項1〜3のいずれか1項に記載のガラス。 The glass has a bottom surface in contact with a molten metal at the time of molding, and a top surface facing the bottom surface, and an XPS measurement of an alkaline earth metal element in a region within a depth of 5 nm from the surface layer on the top surface. The glass according to any one of claims 1 to 3, wherein each content is 1% by mass or less. 板厚が1.0〜3.0mmである、請求項1〜4のいずれか1項に記載のガラス。 The glass according to any one of claims 1 to 4, which has a plate thickness of 1.0 to 3.0 mm. 請求項1〜5のいずれか1項に記載のガラスからなるガラス導光板。 A glass light guide plate made of the glass according to claim 1. 請求項1〜5のいずれか1項に記載のガラスの一方の主面において、表層から深さ5nm以内の領域におけるアルカリ土類金属元素のXPS測定による各含有量がいずれも1質量%以下であり、もう一方の主面上に、ドット状の光散乱部を備えている、請求項6に記載のガラス導光板。 On one main surface of the glass according to any one of claims 1 to 5, each content of the alkaline earth metal elements in a region within a depth of 5 nm from the surface layer by XPS measurement is 1% by mass or less. The glass light guide plate according to claim 6, further comprising a dot-shaped light-scattering portion on the other main surface. 下記の組成を有するガラスの少なくとも一方の主面を酸性ガスまたは酸性液により脱アルカリ土類金属処理する工程を含むガラスの製造方法。
酸化物基準の質量百分率表示で、SiOを60〜85%、Alを0〜10%、MgOを0〜10%、CaOを0〜20%、SrOを0〜15%、BaOを0〜15%、NaOを2〜20%、KOを0〜10%、Bを0〜20%含有する組成
A method for producing glass, which comprises a step of subjecting at least one main surface of glass having the following composition to dealkali earth metal treatment with an acid gas or an acid liquid.
By mass percentage based on oxides, SiO 2 60~85%, Al 2 O 3 0-10% of MgO 0-10%, 0 to 20% of CaO, 0 to 15% of SrO, BaO, Composition containing 0 to 15%, 2 to 20% Na 2 O, 0 to 10% K 2 O, and 0 to 20% B 2 O 3.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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